CN112436046A - 可折叠显示装置及可折叠显示装置的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可折叠显示装置及其制备方法，所述可折叠显示装置包括：非弯折区及弯折区，弯折区包括显示区和非显示区，第一电阻式传感器，至少部分设置于所述弯折区的所述非显示区内，其包括导电渗透网络复合材料，所述导电渗透网络复合材料包括有机材料和导电材料；及集成电路芯片，设置在所述非显示区，所述集成电路芯片与所述第一电阻式传感器电性连接。本发明通过设置第一电阻式传感器，将弯折过程中产生的应变转化为电信号；传感器具有很高的应变灵敏度因数，提高了响应灵敏度，在无需放大器的情况下实现了对显示状态的控制；传感器的结构简单，工艺步骤精炼，可实施性强，在节省成本的同时提高了生产良率和产品质量。

Description

可折叠显示装置及可折叠显示装置的制备方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种可折叠显示装置及可折叠显示装置的制备方法。

背景技术

可折叠的柔性有机发光二极管器件(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示屏是当前显示领域的热点。随着不同类型的折叠屏及其在不同场景下应用的开发，将需要对不同弯折程度下的显示状态进行相应的控制。

一般通过在显示屏模组结构中或机构中设置独立的位移传感器或者光学传感器等，感应折叠屏的弯折程度，将信号传递到集成电路(Integrated Circuit，IC)芯片，控制显示状态。这将会增加模组和机构的复杂性和成本，而且不利于器件的集成化。在折叠屏的显示屏模组中设置金属电阻式传感器，将弯折时的应变转化成电信号，传递到集成电路芯片从而控制显示状态。这虽然提供了一种集成化的方法，但是由于这些传感器受到的力学变形较小，产生的电信号响应也很小，往往需要外置的放大器等将信号放大，这给实际应用带来较大的困难，而且由于响应很小，外界的扰动很容易造成误识别。而利用半导体制作的电阻式传感器，虽然具有较敏感的响应，但是一般半导体材料可抵抗的应变较小，制程上也限制了传感器在显示屏膜层中的位置，半导体对外界光或者温度均有响应，给实际应用带来很大困难。

综上所述，现有技术中的可折叠显示装置及可折叠显示装置的制备方法存在模组复杂、成本过高、集成化不足，响应信号过小和容易误识别等技术问题。

发明内容

本发明实施例提供一种可折叠显示装置及可折叠显示装置的制备方法，具有抗干扰能力较强、传感器易于制备、应变灵敏度因数(Gauge Factor)高等优势，能够感应可折叠显示装置的弯折状态，从而控制可折叠显示装置的显示状态。

为解决上述问题，第一方面，本发明提供一种可折叠显示装置，其中，包括：

至少两非弯折区及连接相邻两非弯折区的弯折区，所述弯折区包括显示区和非显示区，所述可折叠显示装置包括：

第一电阻式传感器，至少部分设置于所述弯折区的所述非显示区内，其中，所述第一电阻式传感器包括导电渗透网络复合材料，所述导电渗透网络复合材料包括有机材料和导电材料；及

集成电路芯片，设置在所述非显示区，所述集成电路芯片与所述第一电阻式传感器电性连接。

在本发明的一些实施例中，所述导电渗透网络复合材料的导电渗透阈值为第一体积分数，所述导电材料的体积分数为第二体积分数，所述第二体积分数处于所述第一体积分数的一半至所述第一体积分数的两倍的范围内，(0.5*φ_C)≤φ≤(2*φ_C)，其中φ_C表示第一体积分数，φ表示第二体积分数。

在本发明的一些实施例中，当所述第一电阻式传感器受到拉应力时，所述第二体积分数大于所述第一体积分数；当所述第一电阻式传感器受到压应力时，所述第二体积分数小于所述第一体积分数。

在本发明的一些实施例中，所述显示区包括阳极层，所述第一电阻式传感器与所述阳极层同层设置，且所述第一电阻式传感器通过所述阳极层与所述集成电路芯片电性连接。

在本发明的一些实施例中，还包括第二电阻式传感器，所述非弯折区包括显示区和非显示区，所述第二电阻式传感器至少部分设置于所述非弯折区的所述非显示区内，且所述第二电阻式传感器与所述第一电阻式传感器同层设置。

在本发明的一些实施例中，当所述导电材料为银纳米线时，所述有机材料为聚氨脂树脂或乙醇；当所述导电材料为石墨时，所述有机材料为紫外光固化胶。

在本发明的一些实施例中，还包括导线层，所述导线层的材料包括石墨和紫外光固化胶，所述石墨相对所述导线层的体积分数为20％～40％。

第二方面，本发明提供一种可折叠显示装置的制备方法，所述制备方法用于制备如第一方面中任一所述的可折叠显示装置，包括以下步骤：

提供一显示面板，包括弯折区和非弯折区，在所述显示面板的平坦化层上制备阳极层；

在所述弯折区预设第一区域，通过湿法蚀刻将所述第一区域的所述阳极层去除；

在所述阳极层上制备所述像素定义层；

将有机材料和导电材料混合制备导电渗透网络复合材料；及

通过印刷或滴注在所述第一区域注入所述导电渗透网络复合材料，固化得到第一电阻式传感器。

在本发明的一些实施例中，预设第一区域时还包括在所述非弯折区预设第二区域，通过湿法蚀刻将所述第二区域的所述阳极层去除；注入所述导电渗透网络复合材料时还包括通过印刷或滴注在所述第二区域注入所述导电渗透网络复合材料，固化得到第二电阻式传感器。

在本发明的一些实施例中，还包括制备导线层，制备所述导线层包括：将石墨和紫外光固化胶混合涂布在所述非显示区，所述第一电阻式传感器与所述导电层电性连接。

相较于目前的可折叠显示装置及可折叠显示装置的制备方法，本发明通过在所述可折叠显示装置的非显示区设置第一电阻式传感器，可将弯折过程中产生的应变转化为电信号；所述第一电阻式传感器包括由有机材料和导电材料组成的导电渗透网络(Percolating Networks)复合材料，当所述导电材料的体积分数接近导电渗透阈值时，所述第一电阻式传感器具有很高的应变灵敏度因数，提高了所述第一电阻式传感器的响应灵敏度，在无需放大器的情况下实现了对所述可折叠显示装置显示状态的控制；所述第一电阻式传感器的结构简单，工艺步骤精炼，可实施性强，在节省成本的同时提高了生产良率和产品质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一个实施例中显示装置的结构示意图；

图2为本发明一个实施例中第一电阻式传感器的位置示意图；

图3为本发明一个实施例中复合材料电导率与导电材料体积分数的关系曲线图；

图4为本发明一个实施例中第一电阻式传感器的层间示意图；

图5为本发明一个实施例中制备方法的流程图；

图6为本发明一个实施例中第二电阻式传感器的位置示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本发明实施例基于常规的显示装置优化改进，如图1所示，图1为本发明一个实施例中显示装置的结构示意图。所述显示装置包括显示区(Active Area，AA)10和非显示区(Pad Area)20，图中以虚线间隔，左侧为所述显示区，右侧为所述非显示区，所述显示区10包括双层聚酰亚胺衬底101、缓冲层102、有源层103、栅极绝缘层104、栅极层105、层间介质层106、源漏极层107、钝化层108、平坦化层109、阳极层110、像素定义层111和间隔柱112，所述非显示区20包括有机填充层201和第一电阻式传感器301。

基于此，下面将结合附图及实施方式，对本发明实施例提供的一种可折叠显示装置及可折叠显示装置分别作进一步的详细说明。

首先，本发明实施例中提供了一种可折叠显示装置。如图2所示，图2为本发明一个实施例中第一电阻式传感器的位置示意图。所述可折叠显示装置包括：至少两非弯折区40及连接相邻两非弯折区40的弯折区30，所述弯折区30还包括显示区10和非显示区20；所述可折叠显示装置还包括第一电阻式传感器301，所述第一电阻式传感器301至少部分设置于所述弯折区30的所述非显示区20内，其中，所述第一电阻式传感器301包括导电渗透网络复合材料，所述导电渗透网络复合材料包括有机材料和导电材料；及集成电路芯片202，设置在所述非显示区20，所述集成电路芯片202与所述第一电阻式传感器301电性连接。

相较于目前的可折叠显示装置及可折叠显示装置，本发明通过在所述可折叠显示装置的非显示区设置第一电阻式传感器301，可将弯折过程中产生的应变转化为电信号；所述第一电阻式传感器301包括由有机材料和导电材料组成的导电渗透网络复合材料，当所述导电材料的体积分数接近导电渗透阈值时，所述第一电阻式传感器301具有很高的应变灵敏度因数，提高了所述第一电阻式传感器301的响应灵敏度，在无需放大器的情况下实现了对所述可折叠显示装置显示状态的控制；所述第一电阻式传感器301的结构简单，工艺步骤精炼，可实施性强，在节省成本的同时提高了生产良率和产品质量。

由图可知，在本实施例中，所述可折叠显示装置包括所述非弯折区40和所述弯折区30，所述弯折区30位于居中设置的虚线框内，所述非弯折区40分别位于所述弯折区30上方和下方的虚线框内；同时，所述可折叠显示装置还包括所述显示区和所述非显示区，所述显示区位于中心，所述非显示区位于环绕所述显示区的外围，在一些实施例中，所述非显示区即边框区。所述非弯折区40和所述弯折区30、所述非显示区20和所述显示区10的划分存在交叉和不同，所述弯折区30包括所述非显示区20和所述显示区10，所述非弯折区40也包括所述非显示区20和所述显示区10。

在上述实施例的基础上，对所述复合材料的电导率进行分析，粒子填充型聚合物复合材料中存在渗流现象，当所述导电材料的体积分数增加到某一临界值时，所述复合材料的电导率突然陡增，从绝缘体转变为导体，变化幅度达6～10个数量级，相应的导电粒子体积分数的临界值即称为渗透阈值。

如图3所示，图3为本发明一个实施例中复合材料电导率与导电材料体积分数的关系曲线图。进一步分析，所述复合材料的电导率与所述导电材料的体积分数关系如下：σ＝σ₀(φ-φ_C)^t，上述公式中σ为所述复合材料的电导率，σ₀为所述导电材料的电导率，φ为所述导电材料的体积分数，φ_C为所述渗透阈值，t为体系的关键指数。所述t值与材料的维度以及所述导电材料的尺寸和形态有关，在本实施例的三维体系中，t为1.6～2.1。

所述导电渗透网络复合材料的导电渗透阈值为第一体积分数φ_C，所述导电材料的体积分数为第二体积分数φ，所述第二体积分数φ处于所述第一体积分数φ_C的一半至所述第一体积分数φ_C的两倍的范围内，即(0.5*φ_C)≤φ≤(2*φ_C)。由图可知，当所述导电材料的电导率σ₀、所述渗透阈值φ_C、所述t值一定，所述导电材料的体积分数φ在0.5φ_C～2φ_C的范围内变化时，所述复合材料的电导率σ大幅变化。因此，控制所述第一电阻式传感器301内的所述导电渗透网络复合材料位于该变化区间，有助于使得所述第一电阻式传感器301能够灵敏的感应所述可折叠显示装置在弯折过程中的应变。

当所述第一电阻式传感器301受到拉应力时，所述第二体积分数φ大于所述第一体积分数φ_C，φ＞φ_C；当所述第一电阻式传感器301受到压应力时，所述第二体积分数φ小于所述第一体积分数φ_C，φ＜φ_C。在上述实施例的基础上，根据实际应用情况，细化所述可折叠显示装置的应变类型，当所述第一电阻式传感器301受到拉应力时，在垂直所述拉应力的方向上，所述导电材料的粒子间间距将会缩小，由于所述粒子的数量一定，相应变性区内的所述导电材料的体积减小，体积分数减小，所述复合材料的电导率也随之减小，所述第一电阻式传感器301的电阻值将明显变大，即向曲线图左侧移动；反之同理可得，当所述第一电阻是传感器301受到压应力时，在垂直所述压应力的方向上，所述导电材料的粒子间间距将会变大，由于所述粒子的数量一定，相应变性区内的所述导电材料的体积增大，体积分数增大，所述复合材料的电导率也随之增大所述第一电阻式传感器301的电阻值将明显减小，即向曲线图右侧移动。由图可知，所述导电材料的体积分数φ越接近所述渗透阈值φ_C，所述复合材料的电导率σ变化越迅速，所述第一电阻式传感器301的响应灵敏度越高。因此为了维持所述导电材料的体积分数φ变化后仍在所述渗透阈值φ_C附近，当所述第一电阻式传感器301受到拉应力时，所述导电材料的体积分数φ减小，向曲线图左侧移动之前，所述第一体积分数φ在右侧留有余量，即所述第一体积分数φ大于所述第二体积分数φ_C，φ_C＜φ≤2φ_C；反之同理可得，当所述第一电阻式传感器301受到压应力时，所述第一体积分数φ小于所述第二体积分数φ_C，0.5φ_C≤φ＜φ_C。

优选的，所述第一电阻式传感器301的应变灵敏度因数为100～100000。此时，所述第一电阻式传感器301的响应灵敏度很高，能够满足本实施例中的需求。如一优选实施例中，所述导电材料为石墨，所述有机材料为紫外光固化胶，由二者组成的复合材料可实现8000的应变灵敏度因数。

所述显示区10包括阳极层110，所述非显示区20包括集成电路芯片202，所述阳极层110为银、氧化铟锡、银层状复合结构，所述第一电阻式传感器301与所述阳极层110同层设置，且所述第一电阻式传感器301通过所述阳极层110与所述集成电路芯片202电性连接。在本发明的另一个实施例中，基于现有技术中的显示装置和制备方法进行改进，以此节省成本。所述非显示区20包括柔性电路板203和所述集成电路芯片202，所述第一电阻式传感器301通过所述柔性电路板203与所述集成电路芯片202连接。当所述第一电阻式传感器301受到应力时，感应到应变，电阻值变化，在电压一定的情况下，电路中的电流相应发生变化，所述集成电路芯片202识别所述电流的前后变化，控制所述可折叠显示装置的显示状态发生变化。

如图4所示，图4为本发明一个实施例中第一电阻式传感器的层间示意图。所述第一电阻式传感器301与所述阳极层110同层设置，通过所述阳极层110构成导线连接到所述集成电路芯片202。

为了更好地制得本发明实施例中提供的所述可折叠显示装置，在所述可折叠显示装置的基础之上，本发明实施例中还提供一种可折叠显示装置的制备方法，所述制备方法可用于制备如上述实施例中所述的可折叠显示装置。

如图5所示，图5为本发明一个实施例中提供的制备方法的流程图。所述可折叠显示装置的制备方法包括：

S1、提供一显示面板，包括弯折区40和非弯折区30，在所述显示面板的所述平坦化层109上制备所述阳极层110；

S2、在所述弯折区预设第一区域，用以制备所述第一电阻式传感器301，通过湿法蚀刻将所述第一区域的所述阳极层110去除；

S3、在所述阳极层110上制备所述像素定义层111；

S4、将有机材料和导电材料混合制备导电渗透网络复合材料；

S5、通过印刷或滴注在所述第一区域注入导电渗透网络复合材料，固化得到所述第一电阻式传感器301。

如图6所示，图6为本发明一个实施例中第二电阻式传感器的位置示意图。在本发明的另一个实施例中，所述可折叠显示装置还包括第二电阻式传感器401，所述非弯折区40包括显示区10和非显示区20，所述第二电阻式传感器401至少部分设置于所述非弯折区40的所述非显示区20内，且所述第二电阻式传感器401与所述第一电阻式传感器301同层设置。

在本实施例中，与上述实施例不同的是，步骤S2中还包括，预设第二区域用以制备所述第二电阻式传感器401，通过湿法蚀刻将所述第二区域的所述阳极层110去除；步骤S5中还包括，通过印刷或滴注在所述第二区域注入导电渗透网络复合材料，固化得到所述第二电阻式传感器401。

值得一提的是，由于所述第一电阻式传感器301由于设置于所述弯折区30的所述非显示区20，在弯折过程中受到的应力较大，感应到的应变较大，所述第一电阻式传感器301的电阻值变化明显；而所述第二电阻式传感器401由于设置于所述非弯折区40的所述非显示区20，在弯折过程中受到的应力，感应到的应变较小，所述第二电阻式传感器401的电阻值变化不明显。将所述第二电阻式传感器401与所述集成电路芯片202连接，在电压一定的情况下，所述第一电阻式传感器301所在的电路中电流变化明显，而所述第二电阻式传感器401所在的电路中电流无明显变化，所述集成电路芯片202通过识别二者电流的差别，控制所述可折叠显示装置的显示状态发生变化，以适用于不同的应用场景。相较于上述实施例中，仅通过所述第一电阻式传感器301所在电路中电流变化前后的数值改变显示状态，本实施例中识别更为准确。

在一些优选的实施例中，在所述导电渗透网络复合材料中，所述导电材料为银纳米线(AgNW)，所述有机材料为聚氨脂树脂(PU胶)或乙醇。如在一个具体的实施例中，所述复合材料为将0.01wt％的银纳米线分散在乙醇中，在另一个实施例中，所述复合材料为银纳米线和所述聚氨酯树脂的混合溶液。

所述导电材料为石墨，所述有机材料为紫外光固化胶。在本发明的又一个实施例中，所述复合材料为石墨和紫外光固化胶的混合溶液，其中所述石墨的体积分数接近所述渗透阈值φ_C。

在本实施例中，对所述可折叠显示装置的导线继续优化，所述可折叠显示装置还包括导线层，所述导线层的材料包括石墨和紫外光固化胶，所述石墨相对所述导线层的体积分数为20％～40％。即在本实施例中，制备有两个石墨与紫外光固化胶的混合溶液，分别为用于制备所述第一电阻式传感器301的第一溶液和用于制备所述导线层的第二溶液，制备所述导线层的步骤包括：将石墨和紫外光固化胶混合的所述第二溶液涂布在所述非显示区，所述第一电阻式传感器301与所述导电层电性连接。所述第一溶液中石墨的体积分数与所述第二溶液中石墨的体积分数不一定相同，所述第一溶液中石墨的体积分数与所述渗透阈值φ_C接近以保持所述第一电阻式传感器301具有较高的应变灵敏性，而所述第二溶液中石墨的体积分数应该相对较高以保持所述导线层具有较高的电导率，优选的所述第二溶液中石墨的体积分数为20％～40％，更优选的为30％。值得一提的是，本申请中的与所述渗透阈值“接近”、应变灵敏度“很高”均在上述实施例中已经量化。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见上文针对其他实施例的详细描述，此处不再赘述。具体实施时，以上各个单元或结构可以作为独立的实体来实现，也可以进行任意组合，作为同一或若干个实体来实现，以上各个单元、结构或操作的具体实施可参见前面的方法实施例，在此不再赘述。

以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种可折叠显示装置，其特征在于，包括：至少两非弯折区及连接相邻两非弯折区的弯折区，所述弯折区包括显示区和非显示区，所述可折叠显示装置包括：

第一电阻式传感器，至少部分设置于所述弯折区的所述非显示区内，其中，所述第一电阻式传感器包括导电渗透网络复合材料，所述导电渗透网络复合材料包括有机材料和导电材料；及

集成电路芯片，设置在所述非显示区，所述集成电路芯片与所述第一电阻式传感器电性连接。

2.根据权利要求1所述的可折叠显示装置，其特征在于，所述导电渗透网络复合材料的导电渗透阈值为第一体积分数，所述导电材料的体积分数为第二体积分数，所述第二体积分数处于所述第一体积分数的一半至所述第一体积分数的两倍的范围内，(0.5*φ_C)≤φ≤(2*φ_C)，其中φ_C表示第一体积分数，φ表示第二体积分数。

3.根据权利要求2所述的可折叠显示装置，其特征在于，当所述第一电阻式传感器受到拉应力时，所述第二体积分数大于所述第一体积分数；当所述第一电阻式传感器受到压应力时，所述第二体积分数小于所述第一体积分数。

4.根据权利要求1所述的可折叠显示面板，其特征在于，所述显示区包括阳极层，所述第一电阻式传感器与所述阳极层同层设置，且所述第一电阻式传感器通过所述阳极层与所述集成电路芯片电性连接。

5.根据权利要求1所述的可折叠显示装置，其特征在于，还包括第二电阻式传感器，所述非弯折区包括显示区和非显示区，所述第二电阻式传感器至少部分设置于所述非弯折区的所述非显示区内，且所述第二电阻式传感器与所述第一电阻式传感器同层设置。

6.根据权利要求1所述的可折叠显示装置，其特征在于，当所述导电材料为银纳米线时，所述有机材料为聚氨脂树脂或乙醇；当所述导电材料为石墨时，所述有机材料为紫外光固化胶。

7.根据权利要求6所述的可折叠显示装置，其特征在于，还包括导线层，所述导线层的材料包括石墨和紫外光固化胶，所述石墨相对所述导线层的体积分数为20％～40％。

8.一种可折叠显示装置的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供一显示面板，包括弯折区和非弯折区，在所述显示面板的平坦化层上制备阳极层；

在所述弯折区预设第一区域，通过湿法蚀刻将所述第一区域的所述阳极层去除；

在所述阳极层上制备所述像素定义层；

将有机材料和导电材料混合制备导电渗透网络复合材料；及

通过印刷或滴注在所述第一区域注入所述导电渗透网络复合材料，固化得到第一电阻式传感器。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，预设第一区域时还包括在所述非弯折区预设第二区域，通过湿法蚀刻将所述第二区域的所述阳极层去除；注入所述导电渗透网络复合材料时还包括通过印刷或滴注在所述第二区域注入所述导电渗透网络复合材料，固化得到第二电阻式传感器。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，还包括制备导线层，制备所述导线层包括：将石墨和紫外光固化胶混合涂布在所述非显示区，所述第一电阻式传感器与所述导电层电性连接。

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